1、 毕业设计（论文） 课题名称: PLC 气动机械手设计 系 别: 机械工程系 专 业: 机电一体化 摘摘 要要 当今社会，科学技术飞速发展，人类活动给世界带来了巨大的改变。在科技进步的同时，以各 种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。机械手在不同的作业 场合，尤其是在特殊的环境背景下，为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处，尤为明 显的是在工业及军事领域内。工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是 在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制功能的机械手，则可以增加系统的安全性，大 大的节约损耗，提高效率。可见，在自动化、工业化进程中
2、，在特殊背景环境中使用机械手已成为 一种必然的趋势。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及 PLC 的研究发展趋势， 描述了机械手控制系统的工 作原理和动作实现过程。研究了基于 PLC 的机械手模型控制系统的设计。本文介绍的机械手是由 PLC 输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将 位置信号传给 PLC 主机；位置信号由接近开关反馈给 PLC 主机，通过交流电机的正反转来控制机 械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放 物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动
3、流 程的要求随时更改相关参数。 关键词关键词：机械手 PLC - 1 - 目 录 引 言2 绪 论. 3 一 课题背景 . 3 二 设计目的和意义 . 3 第一章 PLC 的介绍和机械手概述 4 1.1 可编程序逻辑控制器（PLC） 4 1.1.1 PLC 的结构 . 4 1.1.2 PLC 的发展历程 . 4 1.1.3 PLC 的硬件 . 5 1.1.4 PLC 的主要特点 . 6 1.1.5 PLC 的应用 . 7 1.2 机械手 8 1.2.1 机械手概述 . 8 1.2.2 机械手的工作原理 . 8 1.2.3 机械手的分类 . 9 第二章 系统设计 10 2.1 系统方案分析设计
4、. 10 2.1.1 控制要求 10 2.1.2 机械手的控制系统设计方案的比较 11 2.2 硬件设计 . 11 2.2.1 I/O 端子地址分配 11 2.2.2 I/O 接线图 12 2.2.3 PLC 选型 12 2.2.4 所用材料清单 13 2.3 系统程序设计 . 14 2.3.1 常用编程方法介绍 14 2.3.2 功能图 15 2.3.3 梯形图 16 2.3.4 指令表 19 第三章 系统的调试 20 3.1 系统调试 . 20 结 论.21 参考文献 22 致 谢.23 附附 录录 1 FX2N1 FX2N 基本指令基本指令24 - 2 - 引言 在现代工业中，生产过程的
5、机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代 化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水 线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、 放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人 工进行操作。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工 业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组 成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产 效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场 合，应用得更为广泛。在
6、我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受 到机械工业和铁路工业部门的重视。 本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC，对机械手 的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓 手等；电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。我们利用可编程技术， 结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 由于时间仓促和个人水平限制，我的设计存在着许多还没来得及解决的问题， 希望广大老师、同学能够给予批评指正并予以解决。 - 3 - 绪绪 论论 一、一、 课题背景课题背景 随着计算机技术的飞速发展，PLC（即可编程逻辑编程器的简称）已经进入日常生 产、生活的各个方面，PLC 的应用在各行各业已成为必不可少的内容。PLC 作为通用的 工业计算机，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。PLC 从诞生至 今，仅有 30 年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并与 CAD/CAM、机器人技术一起被 誉为当代工业自动化的三大支柱。 在现代工业中生产过程的机械化、自动化已
